Энергоресурсосбережение в системе собственных нужд теплоэлектростанции | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №11 (145) март 2017 г.

Дата публикации: 20.03.2017

Статья просмотрена: 129 раз

Библиографическое описание:

Реймов К. М., Есенбеков А. Ж. Энергоресурсосбережение в системе собственных нужд теплоэлектростанции // Молодой ученый. — 2017. — №11. — С. 97-99. — URL https://moluch.ru/archive/145/40759/ (дата обращения: 17.07.2018).



В данной статье рассматриваются основные причины неэкономичных режимов работы электроприводов в системе собственных нужд теплоэлектростанции. В качестве улучшения режимов работы электроприводов, предлагается частотно-регулируемый электропривод на примере питательного электронасоса мощностью 4000 кВт Тахиаташской теплоэлектростанции Республики Узбекистан.

Ключевые слова: теплоэлектростанция, собственные нужды, электродвигатель, режимов работы, частотно регулируемый электропривод, энергоблок

Актуальность работы

Рост потребления электроэнергии во всех странах мира, а также в Республике Узбекистан за последнее десятилетие значительно превышал темпы ввода в эксплуатацию генерирующих мощностей, что привело к образованию дефицита резерва свободной мощности.

Проблема дефицита мощности может решаться двумя путями: либо наращиванием темпов строительства и ввода генерирующих мощностей, либо путем рационального расхода производимой энергии и внедрением новейших энергосберегающих технологий. Необходимо учитывать, что затраты на создание 1 кВт генерирующей мощности составляют огромную сумму вложений денег, тогда как затраты на внедрение современных энергосберегающих технологий соответственно не больше 10 процентов от вложенной суммы денег. Кроме того, сроки строительства и ввода в действие тепловых электростанций составляют от 3 до 5 лет и требуют значительных инвестиций, тогда как результаты экономии энергии при внедрении энергосберегающих технологий могут быть получены в ближайшие один-два года [1, с. 33–34].

Одним из крупнейших потребителей электроэнергии являются лопастные насосные агрегаты, вентиляторы, компрессоры, которые используются в промышленности, сельском хозяйстве, а также в системе СН теплоэлектростанции.

Система собственных нужд (СН) электростанции — это комплекс вспомогательного электрического оборудования электростанции, обеспечивающего бесперебойную работу её основных агрегатов (паровых котлов, турбогенераторов). В состав собственные нужды электростанции входят: силовая и осветительная электросети станции, аккумуляторные установки, аварийные источники электропитания, электродвигатели всех механизмов — насосов (водяных, нефтяных, масляных и т. д.), вентиляторов, дымососов и наиболее распространённые в тепловых электростанциях — механизмы разгрузки железнодорожных вагонов, подачи топлива, угледробления и пылеприготовления.

Энергоресурсосбережение в системе СН рассмотрено на примере питательного насоса мощностью 4000 кВт Тахиаташской теплоэлектростанции Республики Узбекистан. На электродвигателях в системе собственных нужд Тахиаташской теплоэлектростанции (ТЭС) установлены асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором, электродвигатели питаются от напряжения 6 и 0,4 кВ. Ежемесячная выработка электроэнергии составляет 281875975 кВт∙ч, а расход электроэнергии на собственные нужды 29033225,4 кВт∙ч [по данным ПТО Тахиаташской ТЭС]. В Качестве энергосберегающей технологии насосного агрегата используется частотно-регулируемый электропривод.

Основные проблемы и решения

На сегодняшний день расход электроэнергии на собственные нужды превышает 10 %, хотя должен не превышать и 5–7 % от общей вырабатываемой электроэнергии.

Основной причиной неэкономичных режимов работы механизмов собственных нужд и потерь топлива и электроэнергии являются переменные нагрузки ТЭС. Вследствие переменных режимов большинства энергоблоков ухудшается надежность эксплуатации и экономичность, как основного тепломеханического оборудования, так и механизмов системы собственных нужд — многочисленных насосных и вентиляторных установок и их приводных асинхронных двигателей. Частые пуски и остановы энергоблоков, изменения их нагрузок сопровождаются потерями из-за неоптимальных режимов работы основного оборудования и механизмов системы собственных нужд, вследствие необходимости дросселирования теплоносителей (пара, воды, воздуха, газов).

Частотно-регулируемый электропривод — это один из эффективных инструментов улучшения энергопотребления и снижения издержек при производстве и отпуске электрической и тепловой энергии, повышения надежности эксплуатации.

В состав частотно-регулируемого электропривода входят стандартный или специальный асинхронный или синхронный электродвигатель, транзисторный или тиристорный преобразователь частоты, согласующий трансформатор либо реактор, пускорегулирующая и коммутационная аппаратура [2, с. 58–60].

Рассмотрим случай, когда двигатель с постоянным моментом сопротивления на валу питается при номинальном напряжении от сети с частотой меньше номинальной. Уменьшение частоты вызовет увеличение магнитного потока и увеличение вращающего момента. Поскольку момент сопротивления остается постоянным, скольжение уменьшится до такой величины, чтобы сохранилось равновесие между вращающим моментом двигателя при пониженной частоте и моментом сопротивления.

Вследствие увеличения магнитного потока уменьшится ток ротора, а ток холостого хода увеличится. Ток статора может увеличиться или уменьшится, так же как для случая повышения напряжения.

Таким образом, понижение частоты практически равнозначно увеличению напряжения. Следовательно, если при понижении частоты соответственно уменьшить напряжение, то магнитный поток, а следовательно, и ток холостого хода, ток ротора и ток статора останутся такими же, как и при нормальной работе. При этом будет иметь место некоторое изменение потерь в стали, а следовательно, и активной составляющей тока холостого хода. Эти изменения практически не скажутся на величине тока статора.

Исходя, из вышесказанного произведен расчет частотно-регулируемого электропривода питательного электронасоса. Технические параметры электродвигателя: номиналная мощность 4000 кВт (рабочая мощность 3500 кВт), напряжение 6 кВ, момент сопротивления Мс=0,87, номинальный ток статора 400 А, коэффициент мощности сosφ — 0,89, КПД электродвигателя — 97,3 %. Результаты расчета изображены ниже в графической форме (рис.1. и рис.2.). Рабочий КПД насосного агрегата на нагрузке Мс=0,87, η=0,947. А общие потери двигателя составляли 196 кВт. После изменения частоты и напряжения КПД двигателя достигает η=0,96 при той же нагрузке. А общие потери двигателя составляет 146 кВт. Следует отметить, что использование частотно — регулируемого электропривода даёт возможность энергосбережения путём уменьшения потери на электродвигателях в системе СН ТЭС.

Рис. 1. Изменение КПД при изменении частоты и напряжения Мс=0,87

Рис. 2. Изменение коэффициента мощности при изменении частоты и напряжения Мс=0,87

Выводы

Расчеты показали, что при использовании частотно — регулируемого электропривода, можно уменьшить потери двигателя, увеличить КПД, также улучшить качество управления технологическим процессом.

Кроме того, использование частотно-регулируемого электропривода приводит к следующим возможностям:

– высокое качество регулирования;

– большой диапазон регулирования;

– высокая экономичность;

– легкость в применении;

– легкость эксплуатации и обслуживания.

Литература:

  1. Браславский И. Я., З. Ш. Ишматов., В. Н. Поляков. Энергосберегающий асинхронный электропривод. Москва. Изд-во «ACADEMA». 2004. С.256.
  2. Сыромятников И. А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей. 4-изд. Москва. Изд-во «Энергоатомиздат». 1984. С. 240.
Основные термины (генерируются автоматически): частотно-регулируемый электропривод, момент сопротивления, нужда, регулируемый электропривод, изменение частоты, Узбекистан, холостой ход, магнитный поток, насосный агрегат, питательный электронасос.


Ключевые слова

энергоблок, электродвигатель, теплоэлектростанция, собственные нужды, режимов работы, частотно регулируемый электропривод

Похожие статьи

Разработка частотно-регулируемого асинхронного...

Для регулирования скорости бурового насоса будем применять частотно-регулируемый асинхронный электропривод с высоковольтным преобразователем частоты типа ВПЧА.

Применение частотных регуляторов в составе оборудования для...

Однако, в мировой практике частотно-регулируемый электропривод признан одной из наиболее эффективных

Изменение основного параметра работы насосного агрегата при изменении скорости вращения рабочего колеса насоса («формулы подобия»)

Частотно-регулируемый асинхронный электропривод буровой...

Ключевые слова: буровая установка, частотно-регулируемый асинхронный двигатель, диапазон регулирования скорости, высоковольтный преобразователь частоты, широтно-импульсный преобразователь, закон регулирования частоты.

Разработка частотно-регулируемого асинхронного...

Автоматизированный частотно-регулируемый асинхронный электропривод работает следующим образом. Пуск асинхронного двигателя осуществляется регулированием частоты от нуля до номинального значения заданием сигнала управления...

Самозапуск электроприводов насосных станций

Самозапуск электроприводов насосных станций. Автор: Абидов Кудрат Гайратович.

В начале работы частота вращения агрегата уменьшается и доходит до нуля, далее под

Безпрозванный А. А., Неминов А. И. Поведение электродвигателей питательных насосов при...

Технико-экономические расчеты по внедрению...

Кривые и таблица построены с учётом замены двигателей при переходе на частотно-регулируемый электропривод.

Рис.2. Для вентилятора. Питательный насос: Тип — ЦНСГ 30/220. Номинальная производительность -30м3/час.

Влияние самозапуска электродвигателей на устойчивую работу...

В установившемся режиме работы насосного агрегата момент двигателя равняется моменту сопротивления .

В момент времени «с» частота вращения становится равной нулю, а затем под воздействием потока рабочее колесо

Самозапуск электроприводов насосных станций.

Регулируемые гидродинамические муфты | Статья в журнале...

– к регулированию изменением частоты вращения вала насоса.

Технико-экономические расчёты показывают эффективность применения регулируемой гидродинамической муфты в системе привода центробежных насосов электроприводов на объектах ООО...

Современные проблемы разработки электропривода

Принцип конструирования механических систем наделением их на стадии конструирования свойством адаптации к первичным и силовым ошибкам, к передаваемому силовому потоку необходимо закладывать ещё на этапе разработки системы управления любого изделия.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Разработка частотно-регулируемого асинхронного...

Для регулирования скорости бурового насоса будем применять частотно-регулируемый асинхронный электропривод с высоковольтным преобразователем частоты типа ВПЧА.

Применение частотных регуляторов в составе оборудования для...

Однако, в мировой практике частотно-регулируемый электропривод признан одной из наиболее эффективных

Изменение основного параметра работы насосного агрегата при изменении скорости вращения рабочего колеса насоса («формулы подобия»)

Частотно-регулируемый асинхронный электропривод буровой...

Ключевые слова: буровая установка, частотно-регулируемый асинхронный двигатель, диапазон регулирования скорости, высоковольтный преобразователь частоты, широтно-импульсный преобразователь, закон регулирования частоты.

Разработка частотно-регулируемого асинхронного...

Автоматизированный частотно-регулируемый асинхронный электропривод работает следующим образом. Пуск асинхронного двигателя осуществляется регулированием частоты от нуля до номинального значения заданием сигнала управления...

Самозапуск электроприводов насосных станций

Самозапуск электроприводов насосных станций. Автор: Абидов Кудрат Гайратович.

В начале работы частота вращения агрегата уменьшается и доходит до нуля, далее под

Безпрозванный А. А., Неминов А. И. Поведение электродвигателей питательных насосов при...

Технико-экономические расчеты по внедрению...

Кривые и таблица построены с учётом замены двигателей при переходе на частотно-регулируемый электропривод.

Рис.2. Для вентилятора. Питательный насос: Тип — ЦНСГ 30/220. Номинальная производительность -30м3/час.

Влияние самозапуска электродвигателей на устойчивую работу...

В установившемся режиме работы насосного агрегата момент двигателя равняется моменту сопротивления .

В момент времени «с» частота вращения становится равной нулю, а затем под воздействием потока рабочее колесо

Самозапуск электроприводов насосных станций.

Регулируемые гидродинамические муфты | Статья в журнале...

– к регулированию изменением частоты вращения вала насоса.

Технико-экономические расчёты показывают эффективность применения регулируемой гидродинамической муфты в системе привода центробежных насосов электроприводов на объектах ООО...

Современные проблемы разработки электропривода

Принцип конструирования механических систем наделением их на стадии конструирования свойством адаптации к первичным и силовым ошибкам, к передаваемому силовому потоку необходимо закладывать ещё на этапе разработки системы управления любого изделия.

Задать вопрос